TFG_Daniel_Moutouss_Rufas_2019.pdf

Grado en Ingeniería Mecánica
2018-2019
Trabajo Fin de Grado
Diseño y cálculo de sistemas de
climatización para salas estériles de
cosmética
Daniel Moutouss Rufas
Tutor
José Luis Jiménez Álvarez
Leganés, Julio de 2019
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Comercial – Sin Obra Derivada

III
RESUMEN
Este proyecto consiste en el diseño y cálculo de un sistema de climatización para salas
limpias de productos farmacéuticos en una fábrica ubicada en Puçol, Valencia.
Las salas limpias, también denominadas salas blancas, son locales en los que prima un
nivel de contaminación bajo. La fábrica de Sesderma en Puçol está destinada a la
elaboración de productos cosméticos y complementos alimenticios. Se estudiarán las
salas en la planta primera que estarán compuestas por varias salas de fabricación,
laboratorios y zonas de almacenamiento.
El objetivo final es el dimensionamiento de todos los elementos involucrados en la
climatización de dichas salas para mantener ciertas condiciones en el ambiente. Para
realizar este proyecto se deben tener en cuenta las condiciones interiores y exteriores, es
decir, los factores que puedan afectar a las salas. Encontramos un total de 55 salas, en 7
zonas distintas, que requerirán sistemas independientes de climatización, es decir, 7
climatizadores cada uno con dos circuitos separados, uno de impulsión y otro de retorno.
Los cálculos para un correcto dimensionamiento están divididos en varios pasos. Primero,
se deben estimar las cargas térmicas para después poder calcular los caudales. Más tarde
se hará el dimensionamiento de los conductos y otros elementos que aportarán una
pérdida de carga para poder finalmente dimensionar los climatizadores.
Por último, se incluirá un pliego de condiciones, un presupuesto y un cronograma de obra.
Palabras clave: HVAC, industria farmacéutica, climatización

V
AGRADECIMIENTOS
A mi familia, en especial a mis padres que han apoyado siempre mis decisiones y no han
dudado de mí. A mis amigos con los que he compartido el pie del cañón en todo momento
y he vivido etapa inolvidable. Y a los profesores que me han exigido que me exija más y
me han enseñado a pensar para finalmente ser quien soy.

VI
ÍNDICE DE CONTENIDO
1. REVISIÓN DE NORMATIVA.............................................................................................................1
2. MEMORIA TÉCNICA .......................................................................................................................4
2.1. INTRODUCCIÓN................................................................................................................................4
2.2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA CONSTRUCCIÓN.................................................................................5
2.2.1. Arquitectura de las salas ....................................................................................................5
2.2.2. Cerramientos de techo y verticales ....................................................................................9
2.2.3. Pavimentos exteriores......................................................................................................10
2.2.4. Carpintería interior...........................................................................................................11
2.2.5. Instalación eléctrica .........................................................................................................12
2.2.6. Instalación de climatización .............................................................................................12
2.2.7. Fases del climatizador ......................................................................................................13
2.2.7.1. Baterías de frío y calor ...............................................................................................................15
2.2.7.2. Caudales de aire.........................................................................................................................16
2.2.7.3. Ventiladores............................................................................................................................... 17
2.2.7.4. Conductos ..................................................................................................................................18
2.2.7.5. Equipos de regulación y control.................................................................................................19
2.2.7.6. Seguridad antiincendios.............................................................................................................19
3. CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS..........................................................................................................21
3.1. CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS ........................................................................................................21
3.1.1. Cargas térmicas externas.................................................................................................22
3.1.2. Cargas térmicas internas..................................................................................................25
3.1.2.1. Carga debida a iluminación ........................................................................................................25
3.1.2.2. Carga debida a maquinaria.........................................................................................................25
3.1.2.3. Carga debida al personal............................................................................................................26
3.1.2.4. Carga debida al post-calentamiento .......................................................................................... 27
3.1.2.5. Carga debida a los ventiladores .................................................................................................29
3.1.3. Carga debida al aire externo de recirculación..................................................................30
3.1.4. Carga térmica total ..........................................................................................................32
3.2. CÁLCULO DE CAUDALES ...................................................................................................................33
3.2.1. Caudal de impulsión .........................................................................................................34
3.2.2. Caudal de infiltración .......................................................................................................35
3.2.3. Caudal de retorno.............................................................................................................40
3.2.4. Caudal de ventilación .......................................................................................................40
3.2.5. Caudal de renovación.......................................................................................................43
3.2.6. Resultados finales de los caudales ...................................................................................44
3.3. DIMENSIONAMIENTO Y CÁLCULO DE LA PÉRDIDA DE CARGA ....................................................................44

VII
3.3.1. Pérdida de carga primaria................................................................................................49
3.3.2. Pérdida de carga secundaria............................................................................................51
3.3.2.1. Codos..........................................................................................................................................52
3.3.2.2. Bifurcaciones y conexiones ........................................................................................................53
3.3.2.3. Conductos BIFLEX.......................................................................................................................56
3.3.3. Resultados de conductos..................................................................................................57
3.3.4. Dimensionamiento de otros elementos............................................................................64
3.3.4.1. Elementos de difusión................................................................................................................64
3.3.4.2. Elementos de retorno ................................................................................................................65
3.3.5. Pérdidas de carga totales.................................................................................................67
3.4. CLIMATIZADORES. RESULTADOS........................................................................................................68
4. PLIEGO DE CONDICIONES ............................................................................................................71
4.1. CONDICIONES TÉCNICAS GENERALES ..................................................................................................71
4.2. CONDICIONES TÉCNICAS PARTICULARES DE CLIMATIZACIÓN.....................................................................71
4.3. CONDICIONES TÉCNICAS DE PRUEBAS Y ENSAYOS ..................................................................................72
5. PLAN DE SEGURIDAD Y SALUD.....................................................................................................74
6. PRESUPUESTO .............................................................................................................................75
7. CRONOGRAMA OBRA..................................................................................................................78
8. PLANOS .......................................................................................................................................79
9. BIBLIOGRAFÍA..............................................................................................................................83
10. ANEXO.....................................................................................................................................84

IX
ÍNDICE DE FIGURAS
FIG. 2.1 ETAPAS DEL CLIMATIZADOR ..........................................................................................................13
FIG. 2.2 TIPOS DE FILTRO ............................................................................................................................14
FIG. 2.3 ESQUEMATIZACIÓN DE FILTROS EN EL CLIMATIZADOR...................................................................15
FIG. 3.1 PARÁMETROS TÉRMICOS DE LOS CERRAMIENTOS...........................................................................23
FIG. 3.2 VALORES ASHRAE DE CORRECCIÓN (A) .......................................................................................23
FIG. 3.3 RESULTADOS DE TEMPERATURA EQUIVALENTE .............................................................................24
FIG. 3.4 CONDICIONES PRÁCTICAS INTERIORES DE DISEÑO..........................................................................31
FIG. 3.5 ESQUEMA DE CAUDALES DEL SISTEMA...........................................................................................34
FIG. 3.6 VALORES PARA RENOVACIONES POR HORA SEGÚN GRADOS DE LIMPIEZA ......................................35
FIG. 3.7 VALORES PARA LA PERMEABILIDAD POR PUERTAS ENROLLABLES .................................................37
FIG. 3.8 CRITERIOS DE VENTILACIÓN SEGÚN UNE 100-011 [L/S]................................................................41
FIG. 3.9 CAUDALES DE VENTILACIÓN MÍNIMOS EXIGIDOS ...........................................................................42
FIG. 3.10 CAUDALES DE VENTILACIÓN RITE ..............................................................................................42
FIG. 3.11 DIAGRAMAS UNIFILARES. CL01, CL02 Y CL03 PARCIAL.............................................................46
FIG. 3.12 DIAGRAMAS UNIFILARES. CL04, CL05 Y CL06 PARCIAL.............................................................47
FIG. 3.13 DIAGRAMAS UNIFILARES. CL06 PARCIAL Y CL07 .......................................................................48
FIG. 3.14 VALORES DE Α .............................................................................................................................51
FIG. 3.15 LONGITUDES EQUIVALENTES PARA LOS CODOS............................................................................53
FIG. 3.16 BIFURCACIONES DE IMPULSIÓN....................................................................................................54
FIG. 3.17 COEFICIENTES DE PÉRDIDA PARA BIFURCACIONES .......................................................................54
FIG. 3.18 ENCUENTROS DE RETORNO ..........................................................................................................55
FIG. 3.19 COEFICIENTES DE PÉRDIDA PARA ENCUENTROS ...........................................................................55
FIG. 3.20 PÉRDIDAS POR CONDUCTOS BIFLEX...........................................................................................56
FIG. 3.21 DIMENSIONES DE FILTROS H14 ....................................................................................................64
FIG. 3.22 TIPOS DE REJILLAS .......................................................................................................................66

XI
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 2.1...................................................................................................................................................5
CARACTERÍSTICAS DE LAS SALAS......................................................................................................5
TABLA 2.2.................................................................................................................................................15
POTENCIA DE LAS BATERÍAS..............................................................................................................15
TABLA 2.3.................................................................................................................................................16
CAUDALES DE LOS CLIMATIZADORES.............................................................................................16
TABLA 2.4.................................................................................................................................................18
POTENCIA ELÉCTRICA DE VENTILADORES DE IMPULSIÓN........................................................18
TABLA 3.1.................................................................................................................................................24
CARGAS EXTERNAS (CL01)..................................................................................................................24
TABLA 3.2.................................................................................................................................................25
CARGAS EXTERNAS TOTALES............................................................................................................25
TABLA 3.3.................................................................................................................................................26
CARGAS INTERNAS (CL01)...................................................................................................................26
TABLA 3.4.................................................................................................................................................26
CARGAS INTERNAS TOTALES.............................................................................................................26
TABLA 3.5.................................................................................................................................................28
CARGAS POR POSTCALENTAMIENTO (CL01) ..................................................................................28
TABLA 3.6.................................................................................................................................................28
CARGAS POR POSTCALENTAMIENTO...............................................................................................28
TABLA 3.7.................................................................................................................................................29
CARGAS POR VENTILADORES ............................................................................................................29
TABLA 3.8.................................................................................................................................................31
CARGAS POR RENOVACIÓN ................................................................................................................31
TABLA 3.9.................................................................................................................................................32
CARGAS TOTALES POR SALA (CL01) .................................................................................................32
TABLA 3.10...............................................................................................................................................32
CARGAS POR CLIMATIZADOR ............................................................................................................32
TABLA 3.11...............................................................................................................................................33
CARGAS TOTALES POR CLIMATIZADOR..........................................................................................33
TABLA 3.12...............................................................................................................................................38
PÉRIDAS POR INFILTRACIÓN EN PUERTAS (ZONAS CCAA Y EST)..............................................38
TABLA 3.13...............................................................................................................................................39
PÉRIDAS POR INFILTRACIÓN EN PUERTAS ENROLLABLES (ZONAS CCAA Y EST).................39
TABLA 3.14...............................................................................................................................................43
CAUDALES DE VENTILACIÓN (CL01) ................................................................................................43
TABLA 3.15...............................................................................................................................................43
CAUDALES DE VENTILACIÓN POR CLIMATIZADOR .....................................................................43
TABLA 3.16...............................................................................................................................................44

XII
RESULTADOS DE CAUDALES POR CLIMATIZADOR ......................................................................44
TABLA 3.17...............................................................................................................................................56
LONGITUD BIFLEX IMPULSIÓN (CL01)..............................................................................................57
TABLA 3.18...............................................................................................................................................57
LONGITUD BIFLEX RETORNO (CL01).................................................................................................57
TABLA 3.19...............................................................................................................................................59
PÉRDIDAS DE CARGA PRIMARIAS CIRCUITO DE IMPULSIÓN (CL01).........................................59
TABLA 3.20...............................................................................................................................................60
PÉRDIDAS DE CARGA PRIMARIAS CIRCUITO DE RETORNO (CL01)............................................60
TABLA 3.21...............................................................................................................................................63
PÉRDIDAS DE CARGA SECUNDARIAS CIRCUITO DE IMPULSIÓN (CL01)...................................63
TABLA 3.22...............................................................................................................................................63
PÉRDIDAS DE CARGA SECUNDARIAS CIRCUITO DE RETORNO (CL01) .....................................63
TABLA 3.23...............................................................................................................................................64
NÚMERO DE FILTROS H14 POR SALA (CL01)....................................................................................64
TABLA 3.24...............................................................................................................................................67
NÚMERO DE REJILLAS POR SALA (CL01)..........................................................................................67
TABLA 3.25...............................................................................................................................................67
PRESIÓN DISPONIBLE POR CLIMATIZADOR....................................................................................67
TABLA 3.26...............................................................................................................................................69
RESULTADOS DE LOS CLIMATIZADORES PARA VERANO ...........................................................69
TABLA 3.27...............................................................................................................................................69
RESULTADOS DE LOS CLIMATIZADORES PARA INVIERNO.........................................................69
TABLA 7.1.................................................................................................................................................78
CRONOGRAMA DE OBRA .....................................................................................................................78

Diseño y cálculo de sistemas de climatización para salas estériles de cosmética
1
1. REVISIÓN DE NORMATIVA
Para la realización de este proyecto se han tenido en cuenta las siguientes normas y
reglamentos oficiales de obligado cumplimiento, específicamente de aplicación en el
ámbito del diseño de sistemas de climatización para salas estériles farmacéuticas.
➢ Condiciones climáticas exteriores. Recogen las condiciones ambientales del
territorio español
❖ Norma UNE 100014:2004
❖ Norma UNE 100001:2001
❖ Norma UNE 100002:1988
❖ Guía Técnica Condiciones Climáticas exteriores para Proyecto. Instituto
para la Diversificación y Ahorro de la Energía, IDAE. Ministerio de
Industria, Turismo y Comercio
❖
➢ Clasificación de salas estériles
❖ Normas de correcta fabricación o GMP UE, anexo I. Clasifican el grado
de limpieza de estas salas según la máxima concentración de partículas
permitida.
❖ Norma ISO 14664-1 2015. Se estipula la cantidad de recirculaciones por
hora para las salas.
➢ Ventilación
❖ Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), 2007.
▪ Instrucción Técnica 1.1.4.2. Exigencia de calidad del aire exterior
▪ Instrucción Técnica 1.1.4.3. Exigencia de higiene
❖ Norma UNE-EN 13779:2008. Ventilación de los edificios no
residenciales. Requisitos de prestaciones de sistemas de ventilación y
acondicionamiento de recintos

2
❖ Ley de Prevención de Riesgos Laborales. Real decreto 486/1997 del 14 de
abril. “Disposiciones Mínimas de Seguridad y Salud en los Lugares de
Trabajo”, Anexo II.
❖ Código Técnico de la Edificación (CTE-HS-3), Salubridad – Calidad del
aire interior, capítulo II.
➢ Filtrado
❖ Norma UNE-EN 1822.1:2010. Clasificación de filtros de alta eficiencia
(HEPA y ULPA) y sus pruebas.
❖ Norma UNE-EN 779:2013. Clasificación de filtros de eliminación de
partículas en ventilación general.
➢ Protección contra incendios
❖ Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), 2007.
▪ Instrucción Técnica 1.3.4.1. Exigencia de seguridad. Generación
de calor y frío
❖ Código Técnico de la Edificación (CTE-SI), Seguridad en caso de
incendio, capítulo I.
➢ Seguridad y salubridad
❖ Real Decreto 485/1997
▪ Disposiciones mínimas en materia de señalización de seguridad y
salud en el trabajo.
▪ Disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la
manipulación manual de cargas que entrañe riesgos, en particular
dorso lumbares, para los trabajadores.
❖ Real Decreto 773/1997. Disposiciones mínimas de seguridad y salud
relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección
individual.

3
❖ Real Decreto 1215/1997. Disposiciones mínimas de seguridad y salud para
la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo.

4
2. MEMORIA TÉCNICA
2.1. Introducción
El fin de este proyecto es el diseño de climatización de varias salas blancas de una planta
de productos farmacéuticos. Esta fábrica se encuentra en Valencia, en el pueblo de Puçol,
formada por dos edificios, el principal, la fábrica, formada por dos plantas y un edificio
anexo de tres plantas destinado a oficinas. Este proyecto en particular cubrirá las salas de
fabricación y envasado de lociones, medicamentos y complementos alimenticios, además
laboratorios de investigación y salas destinadas a almacenamiento.
Los principales factores que considerar para el diseño de este tipo de salas estériles
farmacéuticas serán las propiedades del aire como la temperatura, la humedad y su
limpieza determinado por la cantidad de partículas, entre otros. Estos parámetros
condicionarán el estudio además de la fisionomía y el entorno del edificio junto con los
toda la construcción y sistemas involucrados en el edificio como los de electricidad,
fontanería, acabados, materiales o protección contra incendios.
Las salas a estudiar se encuentran en el interior de la primera planta del edificio principal
con una altura total de 5 metros. Estas salas son espacios cerrados dentro de la planta
formados por paneles sándwich y cubiertos por un falso techo con una altura de sala de
2,5 metros. Los conductos de circulación del aire se encontrarán encima del falso techo y
llevarán a la sala de climatizadores que se encuentra en la segunda planta del edificio
principal.
Durante la realización de este proyecto se cubrirán los siguientes aspectos técnicos que
determinarán la elección del diseño tanto para los circuitos como para los climatizadores.
➢ Cálculo de las cargas térmicas de las salas
➢ Cálculo de caudales de aire de las salas
➢ Dimensionamiento de los circuitos
➢ Cálculo de las pérdidas de carga
➢ Cálculo de la presión que requiere la instalación para su funcionamiento
Se incluirá la disposición de los diferentes circuitos de impulsión y retorno además de la
colocación de los distintos elementos como filtros, rejillas, conductos, etc. También se
entregará un presupuesto detallado en el que se incluyen los diferentes componentes que

5
componen el proyecto y un cronograma de obra acompañado de un pliego de condiciones
para la realización de los trabajos.
2.2. Especificaciones técnicas de la construcción
En este apartado se determinarán las características técnicas de las salas que se van a
estudiar.
2.2.1. Arquitectura de las salas
La construcción de las salas se realizará de forma que se cree una caja estanca y hermética,
con juntas selladas, comprobándose estas características una vez instalado y aportando
resultado de las pruebas realizadas. Las salas se encuentran divididas en dos zonas
principalmente, la zona de complementos alimenticios, en la que se comprenden las salas
S1 a S15, y la de fabricación comprendida por las salas S16 a S45.
En la siguiente sala se muestran distintas características de las salas a estudiar. Además,
la temperatura de operación tiene un rango de ±2 ºC.
TABLA 2.1
CARACTERÍSTICAS DE LAS SALAS
Salas Nº Área
[m2]
Grado de
limpieza
Presión
[Pa]
Temperatura
[ºC]
SAS MATERIALES S1 4,66 D +10 21
SAS PERSONAL 2 S2 6,5 D +10 21
FABRICACIÓN
CCAA
S3 27,34 C +15 21
SAS MATERIALES 9 S4 4,87 D +20 21
SAS PERSONAS 1 S5 6,48 D +10 21
ENVASADO CCAA S6 21,91 C +15 21
SAS MATERIALES 8 S7 4 D +10 21
SAS PERSONAL 4 S9 6,36 D +10 21

6
FABRICACIÓN
LOCIONES
S10 27,47 C +15 21
SAS PERSONAS 3 S12 6,98 D +10 21
ENVASADO
LOCIONES
S13 23,07 C +15 21
SAS MATERIALES 11 S14 3 D +10 21
SAS PERSONAS
PASILLO
S15 16,11 0 21
FABRICACIÓN DE
ESTERILES
S16 22,98 C +10 21
ESCLUSA SALIDA
MATERIALES
PESADAS
ESTERILES
S17 3,1 C +20 21
ESCLUSA PERSONAS
PESADAS
ESTÉRILES
S18 2,8 D +15 21
SALA DE PESADAS
ESTÉRILES
S19 7,94 D +5 21
LAVADERO
PESADAS
ESTÉRILES
S20 4,5 D 0 21
ESCLUSA ENTRADA
MATERIALES
PESADAS
ESTERILES
S21 3,6 D +15 21
ESCLUSA
DISTRIBUIDOS
S22 6,31 C +5 21

7
MATERIALES
ESTÉRILES
ENVASADO
ESTÉRILES
S23 20,14 C +10 21
LAVADO
FABRICACIÓN Y
ENVASADO
ESTÉRILES
S24 6,51 C 0 21
ESCLUSA
PRODUCTO
GRANEL ESTÉRILES
S25 2,58 C +20 21
ESCLUSA SALIDA
MATERIALES
ENVASADO
ESTÉRILES
S26 6,59 C +20 21
FABRICACIÓN DE
MEDICAMENTOS
S27 22,98 C +10 21
ESCLUSA SALIDA
MATERIALES
PESADAS
MEDICAMENTOS
S28 3,1 C +20 21
ESCLUSA PERSONAS
PESADAS
MEDICAMENTOS
S29 2,8 D +15 21
SALA DE PESADAS
MEDICAMENTOS
S30 7,94 D +5 21
LAVADERO
PESADAS
MEDICAMENTOS
S31 4,5 D 0 21

8
ESCLUSA ENTRADA
MATERIALES
PESADAS
MEDICAMENTOS
S32 3,6 D +15 21
ESCLUSA
DISTRIBUIDOS
MATERIALES
MEDICAMENTOS
S33 6,31 C 5 21
ENVASADO
MEDICAMENTOS
S34 28,12 C +10 21
LAVADO
FABRICACIÓN Y
ENVASADO
MEDICAMENTOS
S35 6,51 C 0 21
ESCLUSA
PRODUCTO
GRANEL
MEDICAMENTOS
S36 2,58 C +20 21
ESCLUSA SALIDA
MATERIALES
ENVASADO
MEDICAMENTOS
S37 7,35 C +20 21
VESTUARIO
PERSONAS 1
S38 3,96 D +15 21
VESTUARIO
PERSONAS 2
S39 3,96 C +5 21
PASILLO
DISTRIBUIDOR
S40 13,6 C +20 21
LAB. CONTROL EN
PROCESO
S41 11,89 C +10 21

9
ACONDICIONAMIEN
TO SECUNDARIO
S42 36,17 C +5 21
ENTRADA MAT. AC.
SECUNDARIO
S43 8,28 D +15 21
ESCLUSA PERSONAS
AC. SECUNDARIO
S44 5,81 D +15 21
ESCLUSA SALIDA
PRODUCTO
TERMINADO
S45 5,93 D +15 21
MUESTROTECA S46 135,8
7
21
SAS S47 2,1 D +15 21
LABORATORIO
MICRO
S48 20,92 D +30 21
EQUIPOS I+D S49 15,84 21
LABORATORIO FQ S50 55,2 21
EQUIPOS COMUNES S51 20,26 21
EQUIPOS CALIDAD S52 13,97 21
SAS S53 7,64 21
SAS S54 7,64 21
LABORATORIO I+D S55 125,5
6
21
2.2.2. Cerramientos de techo y verticales

10
Éstos se llevarán a cabo con componentes aptos para salas estériles, lisos, sin juntas, fácil
de limpiar y uniones machihembradas. Las puertas y esquinas incluirán cantos
redondeados para facilitar la limpieza. No acumularán cargas electrostáticas.
Los módulos están formados por paneles sándwich con un espesor mínimo de 60mm. Dos
chapas de acero galvanizado de 0,6mm con aislante inyectado de espuma rígida de
poliestireno XPS con resistencia al fuego BS2d0 o superior, revestido con una capa de
laca cocida al horno de poliéster de 25 µm. Las juntas estarán selladas con silicona para
asegurar la estanqueidad. Dos lados del panel conformando a dos cantos plegados. Los
paneles estarán fijados al suelo mediante perfiles galvanizados lo que permitirá regular la
altura de los módulos y llevar a cabo el encuentro suelo-pared con el mismo material
vinílico utilizado en el suelo. La apertura de perforaciones y huecos para albergar y pasar
instalaciones quedarán incluidos. Mediante un tubo conector de aluminio anodizado de
30 x 30mm se realizará el ensamblaje entre paneles.
El encuentro entre paneles se hará con escocia de aluminio y su terminación en las
esquinas con piezas especiales con el mismo material. Los ángulos entre paneles, paredes
y techos irán rematados con perfiles de aluminio anodizado, con facilidad de limpieza,
utilizado para las juntas entre paneles en las esquinas convexas. Dispondrán de un rebaje
que asegure el correcto espesor durante el sellado. Los perfiles se conectan en terminación
de esquinas con piezas especiales. Los remates verticales cóncavos son perfiles curvos.
Se evitará todo ángulo recto para facilitar limpieza y desinfección. Interior y
exteriormente la unión entre paneles irá siliconada apta para este tipo de instalaciones.
Los encuentros entre suelo y paredes se realizarán con el mismo pavimento vinílico que
el suelo, asegurando una línea continua y uniforme. Para ello, se dispondrá de un sistema
de fijación del panel de pared ajustable en altura, con el fin de nivelar los pequeños
defectos que pudieran aparecer en el suelo.
El falso techo se hará mediante los mismos paneles que los cerramientos verticales, con
los mismos tratamientos y aislante inyectado. No existirá hueco entre el falso techo y los
difusores, luminarias, detectores u otras instalaciones. Las juntas se han sellado con
silicona para completar la estanqueidad. El falso techo será transitable y tendrá una
superficie superior lisa por su parte superior para realización de tareas de mantenimiento
y tendrá que asegurar una sobrecarga de 100 Kg/m2
.
2.2.3. Pavimentos exteriores

11
La terminación de los suelos de las salas blancas se hará utilizando PVC Homogéneo,
calandrado, tipo TK 858 (sistema MCD) o tipo Armstrong DLW Contour en rollos de
180 cm de ancho y longitud máxima de 25 metros. El producto estará compuesto
exclusivamente por cloruro de polivinilo, plastificante, estabilizante y aditivo inorgánico
sin carga de sílice o silicatos.
En el caso de las salas de mezclas de lociones se debe aplicar un revestimiento que sea
resistente a los productos utilizados en dichas salas (etanol al 96%, propolenglicol y
ácidos con un pH en torno a 3).
Para la colocación del pavimento esta se colocará sobre la capa de pavimento vinílico
actual, seca, plana, limpia y sin grietas, previamente habiendo alisado la superficie para
garantizar las condiciones óptimas del suelo.
Todo el suelo es rematado con los paramentos verticales con un perfil sanitario, la lámina
de PVC es continua, incluyendo el rodapié de 10cm.
2.2.4. Carpintería interior
Las puertas estarán fabricadas con los mismo paneles sándwich que los cerramientos con
un acabado lacado por polvo poliéster termoestable y deberán quedar enrasadas a las
paredes por ambos lados, montadas en un cerco integrado en los paneles de las paredes.
Las puertas de acceso a las cabinas estarán enclavadas a las puertas de acceso a sus
respectivas exclusas. Utilizando accesorios de aluminio, acero inoxidable Zamac o
poliamida además de tornillería de acero inoxidable de tipo 18/10. Las puertas incluirán
protecciones de bolardo panelchock o equivalente de polietileno de alta densidad con
varilla de acero.
Existirán dos tipos de puerta según su aplicación.
➢ Puerta rápida enrollable infranca sala blanca
Puerta rápida INFRACA MOD PRSB con guías de aluminio lacado en blanco y junta
higiénica especial para evitar entrada de suciedad y asegurar mejor permeabilidad al aire.
Dintel de aluminio lacado en blanco con eje y consola de apoyo en acero inoxidable,
fijación de guías con tornillería oculta y cubre motor.

12
➢ Puerta de servicio infranca sala blanca para panel de 60mm
Puerta de servicio INFRACA MOD SB01 con hoja compacta acabado
polipropileno/polipropileno de espesor 60 mm, inyectada en poliuretano.
Bi-enrasada a ambas caras del marco. Con las mínimas superficies horizontales para
evitar la acumulación de suciedad y facilitar la limpieza. Con mirilla enrasada. Con
muelle de auto cierre.
2.2.5. Instalación eléctrica
La instalación eléctrica está destinada a dar suministro a la iluminación, tanto ordinaria
como de emergencia, las tomas de corriente, los equipos de climatización y ventilación y
los equipos de laboratorio.
Todas las salas disponen de bases de enchufes de 220V distribuidas por las paredes de
estas.
Las luminarias deben ser estancas y enrasadas con el techo. En las salas blancas se
instalará luminarias empotrables o estacas integradas por carcasa, ambas de tecnología
LED, con interruptores en cada sala para el control de la iluminación. La colocación
dependerá de la actividad a realizar en cada una de las zonas, así como los niveles de
iluminación. Las iluminancias medias para las áreas de envasado, fabricación,
laboratorios y salas blancas serán2 de 500 lux, para las zonas de trabajo de las salas
blancas 1000 lux y para las esclusas 200 lux, todo ello con una tolerancia de ±25 lux. Se
colocarán de manera uniforme en el techo para que en entre los puntos mejor iluminados
y los peor iluminados haya una relación no superior a 2,5:1. Si se encuentran próximas a
la pared, se dispondrán para que la distancia del eje del alumbrado sea como máximo d/2,
siendo d la distancia entre los ejes de dos paneles contiguos.
En caso de emergencia y para facilitar la evacuación del edificio por fallo de la tensión
de red, se colocarán luminarias de emergencia con señalización permanente de encendido
automático para activarse cuando la tensión se reduzca a menos un 70% o se produzca un
fallo del alumbrado general. Encontramos cuatro tipos distintos de alumbrado de
emergencia que se utilizarán dependiendo de la sala.
2.2.6. Instalación de climatización
Se dispondrá de seis climatizadores para la impulsión del aire que garantice los
parámetros requeridos para cada una de las zonas, de complementos alimenticios, de

13
lociones, de pasillo, de esterilización, de medicamentos y de acceso general,
respectivamente, como se detalla más adelante. En el capítulo 3 se mostrarán los cálculos
para el diseño de cada uno de ellos.
La instalación se hará con un sistema UTA o Unidad de Tratamiento de Aire, formado
por baterías de calor y frío para cada una de las zonas que actúan como intercambiadores
aire-agua. Las necesidades de agua fría y caliente se proveerán de las enfriadoras y
calderas que tiene la nave para su funcionamiento y con potencia suficiente para las salas
blancas. Se instalarán en los ramales generales y en la tubería de retorno de cada
climatizador válvulas de equilibrado de caudal, que se encargan de asegurar y mantener
el caudal de agua circulante a través de cada unidad terminal para todos los estados de
funcionamiento del circuito hidráulico. Cada climatizador se corresponde con un sistema
de caudal de aire constante y temperatura variable, así se puede controlar en todo
momento el caudal de aire que se introduce en la sala y mantener la presión de diseño.
2.2.7. Fases del climatizador
En la Fig. 2.1 se encuentra un ejemplo de las distintas etapas del climatizador
Fig. 2.1 Etapas del climatizador [1]
A continuación, se describirán los principales componentes de este.
➢ Primer filtrado de impulsión. Se realiza en la UTA. Primero, las partículas gruesas
del aire exterior se retienen mediante un filtro G4 y después un filtro intermedio
F9.

14
➢ Segundo filtrado de impulsión. Se realiza en cada unidad terminal. Con unos altos
requisitos de limpieza, mediante filtros absolutos con una eficacia de 99,995%
que cumplan la norma EN1822 como los H13.
Fig. 2.2 Tipos de filtro [1]
➢ Baterías de frío y calor. Intercambiadores de calor aire-agua que se encargan de
regular la temperatura de los flujos de aire.
➢ Ventiladores. Los de impulsión permiten salvar las pérdidas de presión tanto
primarias (por los tubos) como secundarias (por los accesorios), mientras que los
de extracción o retorno garantiza la renovación del aire en sala y preservan la
calidad del aire.
➢ Filtrado de retorno. Se coloca de nuevo un filtro F9 antes de la extracción con el
objetivo de no contaminar el aire exterior.
En la Fig. 2.2 podemos ver una clasificación de los filtros según el tamaño de partícula
en micras mientras que en la Fig. 2.3 una esquematización del climatizador con la
colocación de los distintos filtros.

15
Fig. 2.3 Esquematización de filtros en el climatizador [1]
2.2.7.1. Baterías de frío y calor
Encontramos dos baterías en cada climatizador, una de calor y la otra de frío, éstas son
intercambiadores de calor aire-agua. El agua a temperatura se obtiene de calderas y
enfriadoras presentes en la sala de máquinas del edificio que más tarde se conectan a los
climatizadores. El agua fría se genera a 7ºC y se calienta en las baterías hasta 12ºC por
estándar en la industria mientras que el agua caliente con un salto de 20ºC, se genera a
80ºC y se enfría hasta 60ºC. Ambos fluidos son regulables, el agua se controla por medio
de válvulas de tres vías mezcladoras mientras que también se puede controlar el caudal
de aire mediante los ventiladores en los climatizadores, esto permitirá mantener la presión
y temperaturas de diseño en rangos óptimos de funcionamiento. Para realizar el cálculo
de los parámetros se han tenido en cuenta las peores condiciones externas posibles, tanto
en verano para las baterías de frío como en invierno para las de calor. En este caso, las
potencias de las baterías serán las siguientes.
TABLA 2.2
POTENCIA DE LAS BATERÍAS
Climatizador Batería de frío [kW] Batería de calor [kW]
CL01 [SB. CCAA] 43,89 11,99
CL02 [SB. LOC] 42,69 11,86
CL03 [SB. COMF] 97,6 37,42

16
CL04 [SB. EST] 52,67 14,19
CL05 [SB. MED] 53,82 14,4
CL06 [GEN. ACC] 31,43 8,03
CL07 [SB. MIC] 21,68 5,8
2.2.7.2. Caudales de aire
El sistema de climatización está compuesto por dos circuitos independientes en cada
climatizador, un circuito de impulsión y otro de retorno. El circuito de impulsión lleva el
aire a las salas que se deben climatizar mientras que el de retorno extrae el aire de las
salas de vuelta a los climatizadores. Además, encontramos un caudal de aire expulsado y
otro de renovación que tienen el objetivo de no mantener el flujo estancado y cumplir con
los requisitos de salubridad de la sala.
El aire circula a través de una red de conductos de baja velocidad. Durante la impulsión
atraviesa la UTA variando su temperatura para después circular hasta la sala aclimatada
por los filtros en las zonas centrales de la sala. El retorno se produce a través de las rejillas
ubicadas en los extremos de las salas.
De esta manera obtenemos unos caudales nominales para cada climatizador de impulsión,
expulsión y renovación.
TABLA 2.3
CAUDALES DE LOS CLIMATIZADORES
Climatizador Caudal de
impulsión
[m3/h]
Caudal de
expulsión
[m3/h]
Caudal de
renovación
[m3/h]
CL01 [SB. CCAA] 10600 1640,14 1673,81
CL02 [SB. LOC] 10500 1623,53 1655,49
CL03 [SB.
COMF]
22500 4982,61 5487,46
CL04 [SB. EST] 12850 1764,35 1980,97

17
CL05 [SB. MED] 13050 1783,01 2010,97
CL06 [GEN.
ACC]
6950 896,48 1121,48
CL07 [SB. MIC] 5350 1045,02 810,18
2.2.7.3. Ventiladores
Como se ha mencionado anteriormente, para mantener la salubridad en las salas, parte
del aire debe ser expulsado y otro parte introducido mientras que la gran mayoría se
reutiliza con lo que se consigue una mayor eficiencia energética siempre manteniendo los
estándares de limpieza del aire estipulados en la normativa vigente como el R.I.T.E.
Los ventiladores demandan cierta potencia eléctrica para mover el aire y satisfacer las
pérdidas de presión. Esta potencia se deberá estimar, para ello se utiliza la siguiente
expresión.
𝑞𝑒~
𝑃𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 · 𝑄𝑎𝑖𝑟𝑒
𝜇
(2.1)
Sabiendo que la presión total es:
𝑃𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = 𝑃𝑑𝑖𝑛á𝑚𝑖𝑐𝑎 + 𝑃𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑎 (2.2)
qe [W]: Estimación de la potencia eléctrica.
Qaire [m3
/h]: Caudal de circulación en el ventilador.
µ: Rendimiento estimado del ventilador, teniendo en cuenta rendimiento mecánico y
eléctrico. En este caso, se ha tomado 0,55.
PTOTAL[Pa]: Presión total o disponible que el ventilador debe suministrar y así superar las
pérdidas provocadas por filtros, intercambiadores, circuitos, etc. Se trata de la presión
estática sumada a la presión dinámica. La presión dinámica se estima como un 10% de la
presión estática.

18
➢ De impulsión
El consumo del ventilador se ha estimado con los cálculos realizados previamente.
Estimamos la presión en 1000Pa para calcular la potencia eléctrica de los mismos. Estas
pérdidas vienen de las pérdidas primarias por la longitud de los circuitos de impulsión y
las secundarias por la pérdida de carga en otros accesorios y elementos.
Los elementos que más afectan a esta instalación son los filtros, existen dos etapas de
filtrado en el propio climatizador, un pre-filtro G4 y un filtro F9, con pérdidas de 80Pa y
90Pa, respectivamente. Las potencias eléctricas de los motores están tipificadas, de esta
manera hemos obtenido la siguiente tabla.
TABLA 2.4
POTENCIA ELÉCTRICA DE VENTILADORES DE IMPULSIÓN
Climatizador Potencia [W]
CL01 [SB. CCAA] 5500
CL02 [SB. LOC] 5500
CL03 [SB. COMF] 12000
CL04 [SB. EST] 7000
CL05 [SB. MED] 7000
CL06 [GEN. ACC] 4000
CL07 [SB. MIC] 3000
2.2.7.4. Conductos
Los conductos serán rectangulares de chapa garantizando la estanqueidad en las juntas y
uniones gracias a las uniones tipo METU. En este tipo de instalaciones con conductos de
grandes caudales, se limitará la velocidad máxima a 12m/s.
Los circuitos estarán aislados con espuma elastomérica para mantener la temperatura de
las caudales de circulación dentro de los parámetros necesarios.
Todas las conexiones entre los conductos y las salas se harán mediante tubos biflex
anteriormente calculados. En los circuitos de impulsión, antes de la entrada en sala se
ubicarán cajas de filtración con filtros HEPA de tipo H14 de alta eficacia.

19
Además, en las salas en las que sea necesario el proceso de post-calentamiento, se
colocarán resistencias para aumentar la temperatura del flujo antes de la entrada a la sala.
Las salas que requieren estas resistencias están especificadas más adelante.
2.2.7.5. Equipos de regulación y control
Se conocerá el estado de los equipos de climatización mediante una serie de elementos
de regulación y control instalados en las unidades como sensores y válvulas que
monitorizan el correcto funcionamiento de los equipos.
Estos elementos se colocarán en un cuadro eléctrico general para su comprobación visual
e irán acompañados de un controlador PLC que se encargará de regular y monitorizar de
manera automática los equipos. Se mandarán instrucciones a la unidad para su
funcionamiento óptimo.
Los siguientes elementos serán los que monitorizarán y regulen los equipos.
➢ Manómetros. Colocados entre los filtros, miden la suciedad de los mismos.
➢ Presostatos. Colocados en los ventiladores y filtros, se encargan de cerrar los
circuitos en los que el filtro haya llegado al final de su vida útil y no garantice la
salubridad del aire. Además, monitoriza el caudal de aire que circula por los
ventiladores.
➢ Sondas térmicas. Mide las temperaturas de entrada y salida de los climatizadores
para permitir su regulación y que se cumplan las condiciones de temperatura
estipuladas para un correcto funcionamiento.
➢ Variador de frecuencia. Controla el caudal que circula por los ventiladores.
➢ Válvula mezcladora. Válvula de tres vías encargada de la circulación de agua en
las baterías.
➢ Compuerta manual de admisión. Para controlar el paso del caudal se ponen en los
ventiladores.
2.2.7.6. Seguridad antiincendios
Habrá pulsadores de alarmas de incendios en las salas, además de detectores en cada
habitáculo y zonas transitables.
Los extintores deben ser fácilmente manejables y colocados adecuadamente además de
señalizados. Se utilizarán extintores de CO2 y polvo.

20
Las salidas de emergencias estarán propiamente señalizadas.

21
3. CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS
Debido al gran número de salas, se mostrarán los resultados completos tan solo del
climatizador 1 (CL01 [SB. CCAA]) como ejemplo en este capítulo y los resultados
resumidos por climatizador. Los demás cálculos se encuentran en el Anexo.
3.1. Cálculo de cargas térmicas
El primer paso para el diseño del sistema de climatización es el cálculo de cargas térmicas,
estas son las que el sistema deberá vencer para mantener las salas con las condiciones
deseadas. Las cargas térmicas son la cantidad de energía térmica que un habitáculo
intercambia con el exterior por las condiciones más desfavorable posibles del exterior e
interior. Existen dos tipos de cargas, las de calefacción y las de refrigeración, ambas se
estudiarán en este proyecto para el dimensionamiento de los sistemas de frío y calor.
Además, el calor se divide en calor sensible y calor latente. El primero se ve afectado por
los cambios de temperatura seca del aire, sin intervenir un cambio de fase, mientras que
el segundo se ve afectado por la variación de la humedad y fase del aire. En este proyecto
la humedad de las salas no se tendrá en consideración y las cargas térmicas debidas al
calor latente se podrán despreciar.
Las cargas dependerán de la geometría y ubicación de las zonas a climatizar y estarán
formadas por cargas externas e internas. Las cargas externas se deben a la transmisión de
calor por los cerramientos y ventanas. Las cargas internas se deben a la maquinaria
interior, la ocupación por personal y la iluminación entre otras, además, en este proyecto
tendremos cargas por post-calentamiento del aire que se deben a la colocación de
resistencias antes de los filtros de las salas más frías con el objetivo de incrementar la
temperatura hasta encontrarse dentro de los parámetros deseados.
La carga térmica total por climatizador se obtendrá con la siguiente expresión.
𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑞𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑠 + 𝑞𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑠 + 𝑞𝑝𝑜𝑠𝑡 (3.1)
Además, debemos establecer un criterio de signos para los calores. En este caso, si una
carga es positiva se considerará calor recibido por la sala, mientras que si es negativa será
calor que la sala pierde.

22
q < 0; calor que la sala cede.
q > 0; calor que la sala absorbe.
Añadido a los calores por sala, se tendrán en cuenta el calor que desprenden los
ventiladores y el calor por el cambio de temperatura del aire de renovación que se obtiene
del exterior. Estas cargas se añadirán una vez se hayan calculado los caudales para cada
sala y climatizador en el siguiente apartado.
3.1.1. Cargas térmicas externas
Se trata de las cargas de transmisión o el calor perdido o ganado entre habitáculos
colindantes. Para estas cargas encontramos la siguiente expresión.
𝑞𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 𝑞𝑐𝑒𝑟𝑟_𝑒𝑥𝑡 + 𝑞𝑐𝑒𝑟𝑟_𝑖𝑛𝑡 + 𝑞𝑡𝑒𝑐ℎ𝑜𝑠 (3.2)
Las cargas por transmisión se dan por dos fenómenos, la convección y la conducción. La
convección es la transferencia de calor por el movimiento de un fluido y es relativa al aire
que se encuentra en contacto con la pared mientras que la conducción se basa en el
contacto directo entre cuerpos para intercambiar calor sin intercambio de materia. Para
realizar estos cálculos se deben conocer las propiedades de los materiales de los
cerramientos. Todos los cerramientos horizontales se tendrán en cuenta y dado que todas
las salas se encuentran a la misma temperatura, solo se tendrán en cuenta los cerramientos
verticales que sean colindantes con el exterior, es decir, que den a la planta principal. Las
ventanas no se tendrán en cuenta puesto que tienen un área pequeña comparada a la pared
y la variación se puede considerar despreciable.
La expresión para el cálculo de las perdidas por transmisión es la siguiente.
𝑞𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 𝐴𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟 · U · 𝛥𝑇𝑒 (3.3)
Ainter [m2
]: Área de intercambio de los cerramientos, tanto horizontales como verticales.
U [W/m2
·K]: Coeficiente global de transferencia de calor.
ΔTe: Diferencia de temperatura equivalente

23
El factor U varía dependiendo del material del cerramiento y la condiciones de cada uno
de los espacios, incluye intercambio tanto de convección como conducción. Estos valores
se encuentran tabulados por la norma NBE-CT-79. Se pueden observar los valores para
este coeficiente en la Fig. 3.1 denominada K.
Fig. 3.1 Parámetros térmicos de los cerramientos [2]
Para el cálculo de la temperatura equivalente nos hemos guiado por el criterio que
establece la ASHRAE, el cual proporciona la diferencia de temperatura más extrema para
las salas dadas ciertas condiciones ambientales y añade un factor de corrección a
dependiendo de la situación como se muestra en la Fig. 3.2.
Fig. 3.2 Valores ASHRAE de corrección (a) [2]
Para obtener la temperatura equivalente debemos utilizar las siguientes expresiones
𝛥𝑇𝑒 = 𝛥𝑇𝑒_𝑡𝑎𝑏𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 + 𝑎 (3.4)
Donde

24
𝛥𝑇𝑒 = 𝑇
̅ + 𝑇𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙 (3.5)
Y 𝑇
̅ es la temperatura seca media entre el exterior y el local. Con todo ello obtenemos la
siguiente figura de resultados para este proyecto.
Fig. 3.3 Resultados de temperatura equivalente [2]
En este caso solo se tendrá en cuenta la transmisión con el techo y los locales sin
climatizar. Dado que la altura de las salas es 2,5 metros, los cerramientos horizontales
también dan a un local sin climatizar con la misma temperatura equivalente que los
cerramientos verticales pero distinto coeficiente de transferencia. La temperatura
equivalente que se utilizará será 11,4ºC mientras que los valores de transmitancia serán
0,84 y 0,8 para los cerramientos verticales y horizontales, respectivamente.
Con todo ello obtenemos los siguientes resultados para las cargas externas de transmisión
tanto para invierno como para verano.
TABLA 3.1
CARGAS EXTERNAS (CL01)
Salas Cerramientos
verticales [W]
Cerramientos
horizontales [W]
Carga total [W]
S1 42,5 98,47 140,97
S2 59,28 63,38 122,66
S3 249,34 127,68 377,02
S4 44,41 55,63 100,04
S5 59,09 0 59,09

25
S6 199,82 143,18 343
S7 36,48 91,2 127,68
TABLA 3.2
CARGAS EXTERNAS TOTALES
Climatizador Carga total [W]
CL02 [SB. LOC] 983,2
CL03 [SB. COMF] 4727,57
CL04 [SB. EST] 1023,95
CL05 [SB. MED] 1118,88
CL06 [GEN. ACC] 1106,7
CL07 [SB. MIC] 408,62
3.1.2. Cargas térmicas internas
Las cargas internas son debidas a elementos presentes dentro de las salas que emiten calor,
en este caso serán debido a la iluminación, a la maquinaria y al personal.
Dado que estas cargas son un aporte de calor para la sala tan solo se tendrán en cuenta en
verano ya que en invierno no se considerarán una pérdida.
3.1.2.1. Carga debida a iluminación
Los sistemas de iluminación presentes en la sala contribuyen a las cargas internas
mediante convección y radiación al ser fuentes de calor. Depende del tipo de luminarias
se considera una carga u otra, a pesar de ello, según la normativa, para los laboratorios es
aceptable tomar la estimación de 25 W/m2
.
3.1.2.2. Carga debida a maquinaria
Esta carga se debe al calor que producen las máquinas durante su operación. Para
estimarla es necesario consultar los planos y pliegos con las máquinas. Dado que no se
proporcionan valores específicos para la maquinaria se ha estimado dependiendo de la
sala. Las salas de mayor actividad automatizada como las salas de fabricación y envasado
se han estimado unas cargas de 10kW y 7kW, respectivamente. Otras salas como las de

26
pesadas o lavado donde encontramos autoclaves se han estimado 2kW por autoclave y
500W por la presencia de ordenadores.
3.1.2.3. Carga debida al personal
Al igual que para la carga debida a la iluminación, se ha optado por seguir la normativa,
la cual recoge una estimación de 70W de calor sensible por persona, si más personas se
encuentran en la sala la suma deberá multiplicarse por un factor de corrección de 0,75.
Para cada sala se ha estimado la ocupación según su funcionalidad, dado que hay salas de
almacenamiento o de tránsito, no todas ellas tendrán una carga debida al personal.
Dadas todas estas estimaciones obtenemos los siguientes resultados para las cargas
internas
TABLA 3.3
CARGAS INTERNAS (CL01)
Salas Carga por
iluminación [W]
Carga por
maquinaria [W]
Carga por
personal [W]
S1 116,5 0 0
S2 162,5 0 0
S3 683,5 10000 158
S4 121,75 0 0
S5 162 0 0
S6 547,75 7000 158
S7 100 0 0
TABLA 3.4
CARGAS INTERNAS TOTALES
CL02 [SB. LOC] 19188,5
CL03 [SB. COMF] 41665,25
CL04 [SB. EST] 22086,25

27
CL05 [SB. MED] 22358,75
CL07 [SB. MIC] 10682,5
3.1.2.4. Carga debida al post-calentamiento
Más adelante se llevará acabo el cálculo de los caudales y se obtendrá un caudal de
impulsión necesario por sala. Como se explica en el apartado 3.2 Cálculo de caudales este
caudal es el máximo entre el debido a las cargas térmicas y el de limpieza que estipula la
normativa. En el caso de que el caudal a escoger sea el de limpieza (más probable en salas
con cargas térmicas menores) se produce un salto de temperaturas mayor al necesario y
la sala se enfría más de lo debido. Para solucionarlo se añaden resistencias en los
conductos de las salas afectadas para proporcionar un aumento de temperatura del flujo.
Para calcular el valor de las resistencias en cada sala es necesario estipular la temperatura
de impulsión del aire. Obtenemos esta temperatura siguiendo lo propuesto en el “Manual
de diseño de salas limpias”. Se seleccionarán las temperaturas más bajas posibles para
aumentar el salto de temperaturas entre el ambiente y el local y disminuir el caudal de
impulsión necesario mientras que se ahorra en los consumos energéticos de los
ventiladores.
Se proponen los siguientes rangos de temperatura dependiendo de la estación
Verano - Refrigeración Invierno - Calefacción
14 °𝐶 ≤ 𝑇𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖ó𝑛 ≤ 𝑇𝑠𝑎𝑙𝑎 𝑇𝑠𝑎𝑙𝑎 ≤ 𝑇𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖ó𝑛 ≤ 35 °𝐶
El aire de la sala se deberá post calentar si se encuentra fuera del rango de temperaturas
aceptables, es decir, el de la sala con un rango de ± 2ºC, si ello sucediera el aire se deberá
post calentar con resistencias de 500W o mayores hasta alcanzar la temperatura deseada
e irán aumentando su valor en múltiplos de 500.
Para ello utilizaremos la siguiente expresión
𝑄𝑐
=
𝑞
𝜌 · 𝐶𝑝 · (𝑇𝑠𝑎𝑙𝑎 − 𝑇𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖ó𝑛)
(3.6)

28
Qct [m3/h]: Caudal de impulsión de la sala
q [W]: Carga térmica total de la sala
𝜌 [Kg/m3
]: Densidad del aire
Cp [J/Kg·K]: Calor específico del aire
Despejando la expresión (3.6) podemos obtener la temperatura final de la sala y definir si
el post calentamiento es necesario.
TABLA 3.5
CARGAS POR POSTCALENTAMIENTO (CL01)
Salas Qimpulsión
[m3/h]
Tsala
[⁰C]
Tsala_necesaria
[⁰C]
Post
calentamiento
qpost_cal
[W]
S1 250 17,45 22 Si 500
S2 350 17,12 22 Si 500
S3 5400 21 22 No 0
S4 250 17,27 22 Si 500
S5 300 17,14 22 Si 500
S6 3850 21,02 22 No 0
S7 200 17,68 22 Si 500
TABLA 3.6
CARGAS POR POSTCALENTAMIENTO
CL02 [SB. LOC] 1500
CL03 [SB. COMF] 0
CL04 [SB. EST] 4000
CL05 [SB. MED] 4500

29
CL07 [SB. MIC] 0
3.1.2.5. Carga debida a los ventiladores
Al haber obtenido los resultados de los caudales necesarios para las salas podemos
calcular la potencia que requieren los motores de los ventiladores de impulsión y retorno.
Estos motores también generan una carga térmica que se calculará con la siguiente
fórmula.
𝑞𝑣𝑒𝑛𝑡 =
𝛥𝑃𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 · 𝑄𝑎𝑖𝑟𝑒
µ
(3.7)
qvent [W]: Potencia generada por el ventilador
ΔPtotal [Pa]: Presión disponible por ventilador. Se aproxima a 1000 Pa por ventilador
Qaire [m3
/s]: Caudal de aire que circula por el ventilador. Se encuentra en m3
/h y se debe
convertir a m3
/s.
µ: Rendimiento de la máquina. Combina los rendimientos eléctrico y mecánico. Se estima
entre 0,5 y 0,6; se tomará 0,55.
TABLA 3.7
CARGAS POR VENTILADORES
Climatizador Ventilador Caudal de aire
[m3/h]
Carga térmica
[W]
CL01 [SB. CCAA] V1-Impulsión 10600 5353,54
V8-Retorno 10566,33 5336,53
CL02 [SB. LOC] V2-Impulsión 10500 5303,03
V9-Retorno 10468,04 5286,89
CL03 [SB. COMF] V3-Impulsión 22500 11363,64

30
V10-Retorno 22188,02 11206,07
CL04 [SB. EST] V4-Impulsión 12850 6489,9
V11-Retorno 12693,86 6411,04
CL05 [SB. MED] V5-Impulsión 13050 6590,91
V12-Retorno 12873,3 6501,67
CL06 [GEN. ACC] V6-Impulsión 6950 3510,1
V13-Retorno 6837,56 3453,31
CL07 [SB. MIC] V7-Impulsión 5350 2702,02
V14-Retorno 5467,42 2761,32
3.1.3. Carga debida al aire externo de recirculación
Como se ha mencionado anteriormente, en el siguiente apartado Cálculo de caudales se
procederá a calcular los distintos caudales que intervienen en el sistema de climatización.
Para mantener la salubridad en las salas es necesario expulsar aire del circuito e introducir
aire del exterior en los climatizadores, este caudal se denominará de renovación o toma
de aire exterior, QTAE. Este caudal supone una carga ya que es introducido desde el
exterior y para calcularla se utilizará esta expresión.
𝑞𝑇𝐴𝐸 =𝑞sen + 𝑞lat =𝑄𝑇𝐴𝐸 𝜌 𝐶𝑝 ·(𝑇𝑒𝑥𝑡 −𝑇𝑠𝑎𝑙𝑎) +𝑄𝑇𝐴𝐸 𝜌 ℎ𝑓𝑔 (ω𝑒𝑥𝑡 −
ω𝑠𝑎𝑙𝑎)
(3.8)
qTAE [W]: Carga térmica por renovación
QTAE [m3
/s]: Caudal de renovación o toma de aire exterior
𝜌 [Kg/m3
]: Densidad del aire
Cp [J/Kg·K]: Calor específico del aire

31
Text, Tsala: Temperaturas secas del aire. Para el exterior se tomará 33,6ºC en verano y 1,2ºC
en invierno, valores tomados de la Guía técnica. Condiciones climáticas exteriores de
proyecto [3]. De sala se calculará con 22ºC
ωext, ωsala: Relación de humedades
hfg [J/Kg]: Entalpía de vaporización del agua
Con los datos obtenidos de la Fig. 3.4 podemos calcular la carga por renovación. Dado
que la humedad de la sala no se tendrá en cuenta para este proyecto solo tendremos que
calcular la carga por calor latente para los sistemas.
Fig. 3.4 Condiciones prácticas interiores de diseño [4]
Los resultados de estas cargas se muestran a continuación
TABLA 3.8
CARGAS POR RENOVACIÓN
Climatizador Temperatura
del local
[ºC]
Caudal de
renovación
[m3/h]
Carga por
renovación
(verano)
[W]
Carga por
renovación
(invierno)
[W]
CL01 [SB. CCAA] 22 1673,81 6686,18 11989,01
CL02 [SB. LOC] 22 1655,49 6613 11857,79

32
CL03 [SB. COMF] 22 5487,46 18140,81 37415,42
CL04 [SB. EST] 22 1980,97 7913,16 14189,11
CL05 [SB. MED] 22 2010,97 8032,99 14403,99
CL06 [GEN.
ACC]
22 1121,48 4479,85 8032,83
CL07 [SB. MIC] 22 810,18 3236,33 5803,08
3.1.4. Carga térmica total
Con todos los cálculos podemos obtener los valores finales para las cargas térmicas en la
siguiente tabla.
TABLA 3.9
CARGAS TOTALES POR SALA (CL01)
Salas qtrans
[W]
qilum
[W]
qpers
[W]
qmaq
[W]
qpost
[W]
qTOTAL
[W]
S1 94,34 116,5 0 0 500 210,84
S2 92,64 162,5 0 0 500 255,14
S3 316,54 683,5 158 10000 0 11161,04
S4 73,69 121,75 0 0 500 195,44
S5 59,1 162 0 0 500 221,1
S6 275,18 547,75 158 7000 0 7983,93
S7 84,48 100 0 0 500 184,48
TABLA 3.10
CARGAS POR CLIMATIZADOR
Clim qtrans
[W]
qint
[W]
qpost
[W]
qvent
[W]
qTAE_VER
[W]
qTAE_INV
[W]

33
CL01 995,97 19216 2500 5500 6686,18 11989,01
CL02 983,2 19188,5 1500 5500 6613 11857,79
CL03 4727,57 41665,25 0 12000 18140,81 37415,42
CL04 1023,95 22086,25 4000 7000 7913,16 14189,11
CL05 1118,88 22358,75 4500 7000 8032,99 14403,99
CL06 1106,7 6815 9000 4000 4479,85 8032,83
CL07 408,62 10682,5 0 3000 3236,33 5803,08
Para finalizar, una tabla con los resultados totales por climatizador por estación. En
invierno las cargas térmicas internas se obvian pues aportan calor a la sala.
TABLA 3.11
CARGAS TOTALES POR CLIMATIZADOR
Clim qTOTAL_VER
[W]
qTOTAL_INV
[W]
CL01 34898,15 11989,01
CL02 33784,7 11857,79
CL03 76533,63 37415,42
CL04 42023,36 14189,11
CL05 43010,62 14403,99
CL06 25401,55 8032,83
CL07 17327,45 5803,08
3.2. Cálculo de caudales
En este apartado se calcularán los caudales pertinentes de cada una de las zonas tanto
salas como climatizadores. Algunos de los cálculos realizados previamente requieren
resultados de este apartado como las cargas por post calentamiento o por los ventiladores.

34
En la Fig. 3.5 se muestra una esquematización de los diferentes caudales que intervienen
en cada uno de los sistemas.
Fig. 3.5 Esquema de caudales del sistema
De este esquema se obtiene la relación entre los diferentes caudales. Para definir el caudal
de retorno tenemos.
𝑄𝑟𝑒𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 = 𝑄𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖ó𝑛 − 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 (3.9)
Y el caudal de infiltración se deberá por la variación de presión entre las salas y será el
aire que se pierde por las puertas. Antes de continuar, como en el apartado 3.1 Cálculo de
cargas térmicas, deberemos establecer un criterio de signos. Utilizaremos el mismo que
en ese apartado, si la diferencia de presiones es positiva se considerará caudal que entra
en la sala, mientras que si es negativa será caudal que la sala expulsa.
ΔP < 0; caudal que la sala cede.
ΔP > 0; caudal que la sala absorbe.
3.2.1. Caudal de impulsión

35
Es aquel que circula por los circuitos de impulsión y será el máximo entre el caudal debido
a las cargas térmicas, Qct, calculado anteriormente y el caudal de limpieza, Qlimp.
𝑄𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖ó𝑛 = max(𝑄𝑙𝑖𝑚𝑝, 𝑄𝑐𝑡) (3.10)
El caudal debido a las cargas térmicas fue calculado en apartados anteriores utilizado la
fórmula (3.6) con una temperatura de impulsión de 15ºC.
El caudal de limpieza está tabulado dependiendo del grado de limpieza de las salas y se
calcula mediante esta expresión.
𝑄𝑙𝑖𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 = 𝐴𝑠𝑎𝑙𝑎 · 𝐻𝑠𝑎𝑙𝑎 · 𝑅 (3.11)
Asala [m]: Área de la sala
Hsala [m]: Altura de la sala
R: Nº de recirculaciones por hora
La norma GMP-UE recoge valores para el número de recirculaciones dependiendo del
grado de la sala. En este proyecto se trabaja con salas de grados de limpieza C y D que
tomarán los siguientes valores.
Fig. 3.6 Valores para renovaciones por hora según grados de limpieza [4]
3.2.2. Caudal de infiltración
Debido a la diferencia de presiones entre las salas y que no son salas estancas, habrá
caudales de aire circulando entre ellas de dos tipos; caudal por los huecos de las salas y
caudal por las puertas enrollables.

36
En el primer caso, dado que no existen conexiones entre las salas más que las puertas, los
huecos a considerar serán los que permiten el juego de las puertas. Para hallar estos
valores se utilizará la ecuación de Bernouilli entre los recintos.
𝑃1 = 𝑃2 +
1
2
· ρ · 𝑣2
= 𝑃2 +
1
2
· ρ · (
𝑄𝑖𝑛𝑓
𝐴
)2
= 𝑃2 +
1
2
· ρ · (
𝑄𝑖𝑛𝑓
ℎ · L
)2 (3.12)
De esta fórmula obtenemos la siguiente expresión simplificada
𝑄𝑖𝑛𝑓 = 4,55 · h · 𝐿 · √𝑃1 − 𝑃2 (3.13)
h [mm]: Altura de la rendija
L [m]: Longitud de la rendija
P1 – P2 [Pa]: Salto de presiones entre dos salas
En la TABLA 3.12 se pueden ver resultados para estas pérdidas entre salas. Esta matriz
de resultados es simétrica cambiada de signo con una diagonal de ceros.
Para las puertas enrollables se considera una permeabilidad dada por el proveedor
dependiendo de la diferencia de presiones entre salas.

37
Fig. 3.7 Valores para la permeabilidad por puertas enrollables [5]
Estas puertas únicamente se encuentran en el bloque de salas CCAA y EST y se calcularán
con la siguiente expresión.
𝑄𝑖𝑛𝑓 = 𝑃𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎 · 𝐴𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎 (3.14)
Finalmente, obtendremos los resultados mostrados en tabla para estas cargas por
infiltración. Se sumarán todos los resultados por sala para obtener un caudal de
infiltración por sala total.

38
TABLA 3.12
PÉRIDAS POR INFILTRACIÓN EN PUERTAS (ZONAS CCAA Y EST)
Salas S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 Ext
S1 X 0 28,08 X X X X X X X X X X X X 39,71
S2 X 28,08 X X X X X X X X X X X X 39,71
S3 X 28,08 28,08 X X X X X X X X X 48,64 X
S4 X X 28,08 X X X X X X X X X X
S5 X 28,08 X X X X X X X X X X
S6 X 28,08 X X X X X X X 48,64 X
S7 X X X X X X X X X 39,71
S8 X 0 28,08 X X X X X 39,71
S9 X 28,08 X X X X X 39,71
S10 X 28,08 28,08 X X 48,64 X
S11 X X 28,08 X X X
S12 X 28,08 X X X
S13 X 28,08 48,64 X
S14 X X 39,71
S15 X 0

39
TABLA 3.13
PÉRIDAS POR INFILTRACIÓN EN PUERTAS ENROLLABLES (ZONAS CCAA Y EST)
Salas S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 Ext
S1 X X -16,8 X X X X X X -16,8
S2 X X X X X X X X X
S3 X -16,8 X X X X X X
S4 X X 16,8 X X X X
S5 X -9,7152 X X X X
S6 X 16,8 X X X
S7 X X X -16,8
S8 X X X
S9 X X
Ext X

40
3.2.3. Caudal de retorno
El aire de retorno es el que se obtiene en las rejillas de las salas y vuelve al climatizador
antes de expulsar ningún caudal. El caudal de retorno disminuye el consumo energético
ya que no se debe introducir aire del exterior en peores condiciones para su climatización.
La expresión para su cálculo es la fórmula (3.9). Los resultados se muestran más adelante.
3.2.4. Caudal de ventilación
Existen diferentes normativas para la renovación del aire para que la calidad de este
permanezca óptima. A continuación, se llevará a cabo el cálculo siguiendo el Manual de
diseño de salas limpias [4] el cual indica que el caudal de ventilación será el más
restrictivo o el máximo de los siguientes caudales.
𝑄𝑣𝑒𝑛𝑡 = 𝑚á𝑥 (𝑄𝑈𝑁𝐸, 𝑄𝐿𝐸𝑌, 𝑄𝐶𝑇𝐸, 𝑄𝑅𝐼𝑇𝐸, 𝑄𝐸𝑋𝑃) (3.15)
➢ QUNE
Siguiendo la norma UNE 13779:2008, una ampliación de UNE 100-011-91, la Fig. 3.8
estipula los valores que se deben tomar. En este caso se toman los valores dados para
laboratorios.

41
Fig. 3.8 Criterios de ventilación según UNE 100-011 [l/s]
➢ QLEY
La Ley de Prevención de Riesgos Laborales establece un criterio para garantizar una
renovación mínima. Se deberá mantener una renovación mínima de 30 m3
/h por cada
trabajador para ambientes sin generación y limpios y deberán ser 50m3
/h para el resto de
los casos, esto garantizará un aire limpio.
➢ QCTE
El Código Técnico de Edificación (CTE) [6] no se puede aplicar directamente a este caso
pues se trata de una instalación industrial, a pesar de ello se tiene en cuenta para realizar
una comparación entre los resultados. Este documento estipula sus mayores restricciones
a salas de cocina como se muestra en la Fig. 3.9.

42
Fig. 3.9 Caudales de ventilación mínimos exigidos [6]
➢ QRITE
El Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios [7] dedica una sección a
“locales no dedicados a la ocupación humana”. Se definen las categorías IDA o calidad
del aire interior, nuestro proyecto se encuentra dentro de la categoría de “hospitales,
clínicas, laboratorios y guarderías” o IDA 1. Como se muestra en la Fig. 3.10 no existe
un valor aplicable, por lo que se seleccionará un valor muy restrictivo como es 3
dm3
/s·m2
.
Fig. 3.10 Caudales de ventilación RITE [7]
➢ QEXP
El Manual de diseño de salas limpias [4] menciona un último caudal que es el observado
en proyectos similares e indica que este será entre un 10% y un 20% del caudal de
impulsión calculado. En este caso, seleccionaremos un 15% como valor de aproximación.
En la TABLA 3.14 se muestran los resultados obtenidos y el caudal de ventilación total
para el climatizador 1 y después, en la TABLA 3.15 , los resultados de caudales de
ventilación para cada uno de los climatizadores en total.

43
TABLA 3.14
CAUDALES DE VENTILACIÓN (CL01)
Salas QUNE
[m3/h]
QLEY
[m3/h]
QCTE [m3/h] QRITE [m3/h] QEXP
[m3/h]
QVENT
[m3/h]
S1 13,98 0 33,552 50,328 37,5 50,33
S2 19,5 0 46,8 70,2 52,5 70,2
S3 112,02 90 196,84 295,27 810 810
S4 14,61 0 35,06 52,59 37,5 52,6
S5 19,44 0 46,65 69,98 45 69,98
S6 95,73 90 157,75 236,62 577,5 577,5
S7 12 0 28,8 43,2 30 43,2
➢
TABLA 3.15
CAUDALES DE VENTILACIÓN POR CLIMATIZADOR
Climatizador QVENT [m3/h]
CL01 1673,81
CL02 1655,49
CL03 5487,46
CL04 1980,97
CL05 2010,97
CL06 1121,48
CL07 810,18
3.2.5. Caudal de renovación
El caudal de renovación o toma de aire exterior (QTAE) se encuentra únicamente al nivel
de los climatizadores como se mostraba en la Fig. 3.5. Al ser aire de renovación y debe
contrarrestar las pérdidas por el aire de expulsión y de filtración, el primero será igual al

44
caudal de ventilación. Al tener un caudal de renovación, si sumado al de retorno es más
grande que el de impulsión deberemos tener un caudal de expulsión. Por lo que si se
cumple lo siguiente.
𝑄𝑇𝐴𝐸 + 𝑄𝑟𝑒𝑡 > 𝑄𝑖𝑚𝑝 (3.16)
Entonces existirá un caudal de expulsión calculado de la siguiente manera.
𝑄𝑒𝑥𝑝 = 𝑄𝑇𝐴𝐸 + 𝑄𝑟𝑒𝑡 − 𝑄𝑖𝑚𝑝 (3.17)
3.2.6. Resultados finales de los caudales
A continuación, se muestran los resultados finales por climatizador. Los resultados
particulares por sala, como se mencionó al inicio de este capítulo se encuentran en el
Anexo.
TABLA 3.16
RESULTADOS DE CAUDALES POR CLIMATIZADOR
Clim Qimp
[m3/h]
Qret
[m3/h]
Qexp
[m3/h]
Qtae
[m3/h]
CL01 10600 10544,55 1618,36 1673,81
CL02 10500 10478,15 1633,64 1655,49
CL03 22500 22188,02 5175,48 5487,46
CL04 12850 12693,86 1824,83 1980,97
CL05 13050 12873,3 1834,27 2010,97
CL06 6950 6837,56 1009,04 1121,48
CL07 5350 5467,42 927,6 810,18
3.3. Dimensionamiento y cálculo de la pérdida de carga

45
Conociendo los caudales que deben circular por los circuitos, ahora debemos dimensionar
los conductos, los climatizadores y los ventiladores para satisfacer la demanda debida a
la pérdida de carga o variación de presión.
Antes de comenzar con los cálculos de pérdidas de carga, deberemos proveer los caminos
de los conductos. Hay siete climatizadores, cada uno con dos circuitos independientes,
uno de impulsión y otro de retorno. Además, se deben climatizar 55 salas en total con
diferentes requisitos de caudal teniendo en cuenta todos los parámetros restrictivos de
diseño. Para la realización de los planos tendremos en cuenta los puntos que se muestran
a continuación para simplificar y estandarizar el diseño.
➢ Los tramos de impulsión y retorno irán a dos alturas distintas para evitar que se
crucen y así no tener pérdidas secundarias. Como deben ser accesible para su
mantenimiento y los tubos biflex que conectan los conductos con las salas no
deben exceder 2 metros, colocaremos los de impulsión a una altura de 1,7m desde
el falso techo y los de retorno a una altura de 0,4m del techo. Esto consigue que
al llevar a cabo el mantenimiento los operarios puedan andar por el falso techo
con facilidad con los circuitos de impulsión por encima y los de retorno por
debajo.
➢ Los circuitos se componen de un tramo general que se ramifica dependiendo de
las necesidades de las salas y las geometrías
➢ El camino crítico es en el que se produce una mayor pérdida de presión,
normalmente el más largo, por ello se hará los conductos lo más directos posibles.
Tomando estas consideraciones se adjuntan los diagramas unifilares obtenidos para las
tres zonas.

46
Fig. 3.11 Diagramas unifilares. CL01, CL02 y CL03 parcial
*Los circuitos de impulsión en azul y los de retorno en rosa, con sus filtros y rejillas
señalados.

47
Fig. 3.12 Diagramas unifilares. CL04, CL05 y CL06 parcial

48
Fig. 3.13 Diagramas unifilares. CL06 parcial y CL07

49
3.3.1. Pérdida de carga primaria
Procederemos a calcular la pérdida relativa que se da en los conductos para poder
dimensionar tanto los mismos conductos como los ventiladores. La pérdida total se
denominará ΔPdisponible, y dependerá del camino crítico de los conductos. Para obtener el
valor de la carga disponible utilizaremos esta expresión.
Δ𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒 = Δ𝑃𝑖𝑚𝑝 + Δ𝑃𝑟𝑒𝑡 + Δ𝑃𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 + Δ𝑃𝑟𝑒𝑗𝑖𝑙𝑙𝑎 + Δ𝑃𝑠𝑢𝑐𝑖o (3.18)
Primero debemos calcular las pérdidas en los conductos, esta se debe al rozamiento por
el movimiento del fluido dentro del conducto. Hay diferentes maneras para llevar a cabo
este cálculo, pero para este tipo de instalaciones con grandes caudales la utilizada más
comúnmente es el método de “pérdida de carga por unidad de longitud constante”.
Previo al estudio de estas pérdidas debemos explicar cómo se obtiene la expresión que se
utilizará. Comenzamos con la ecuación de Bernouilli la cual establece que las energías
por presión, cinética y potencial se mantienen constantes en una línea de corriente si no
existe fricción.
𝑃𝑖 +
1
2
∙ ρ ∙ v𝑖
2
+ ρ ∙ g ∙ 𝑧𝑖 = cte (3.19)
En los casos reales si existe un factor de rozamiento por lo que no es aplicable.
Suponiendo que nuestro fluido de trabajo es incompresible y se tiene en cuenta la pérdida
de presión por rozamiento, llegaríamos a una expresión derivada de la anterior.
𝑃1 +
1
2
∙ 𝜌 ∙ v1
2
+ 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ 𝑧1 = 𝑃2 +
1
2
∙ 𝜌 ∙ v2
2
+ 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ 𝑧2 + Δ𝑃𝑓𝑟𝑖𝑐 (3.20)
Este último término ΔPfricción se trata del fenómeno estudiado por Colebrook y Darcy-
Weisbach que permite calcular la pérdida de carga de un fluido circulando en un conducto

50
debido a la rugosidad de este y al tipo de flujo. De esta manera podemos definir el término
como.
Δ𝑃𝑓𝑟𝑖𝑐 = 𝑓 ∙
𝐿 ∙ 𝜌 ∙ 𝑣2
𝐷𝐻 ∙ 2
(3.21)
f: Factor de fricción
L [m]: Longitud de la tubería
𝜌 [Kg/m3
]: Densidad del fluido
V [m/s]: Velocidad del fluido
DH [m]: Diámetro hidráulico (en caso de conductos de sección no circular) y se obtiene
𝐷𝐻 =
4 ∙ 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛
𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
(3.22)
Considerando las ecuaciones (3.20) y (3.21), y asumiendo la variación de altura,
temperatura y humedades específicas nulas, obtenemos la siguiente expresión.
𝛥𝑃 = 𝑃1 − 𝑃2 = 14,1 ∙ 10−3
∙ 𝐿 ∙ 𝛼 ∙
𝑣1,82
𝐷𝐻
1,22 (3.23)
El término α se obtiene del Manual de diseño de salas limpias, que se debe al valor de la
rugosidad de los materiales del conducto como se muestra en la siguiente figura.

51
Fig. 3.14 Valores de α [4]
También conocemos la velocidad del fluido ya que tenemos el caudal de los conductos.
Como se trata del método de “pérdida de carga por unidad de longitud” debemos despejar
nuestra ecuación para que dependa de la longitud. Además, estimamos que la pérdida de
carga por metro deberá estar alrededor de 1 Pascal. Con todo ello obtenemos lo siguiente.
𝛥𝑃
𝐿
= 14,1 ∙ 10−3
∙ 𝛼 ∙
𝑣1,82
𝐷𝐻
1,22 (3.24)
Para resolver esta ecuación se llevará a cabo un proceso iterativo ya que tenemos dos
incógnitas que son las dimensiones del conducto, el ancho (W) y el alto (D) y se hará de
la siguiente manera.
➢ Primero se tomará un conducto de sección cuadrada, que es el óptimo para la
circulación del aire. Entonces W = D.
➢ Si el valor de la pérdida es muy diferente a 1 entonces deberemos variar los valores
del ancho y el alto para conseguir aproximarnos. Siempre se tendrá en cuenta que
W ≤ 3D y las dimensiones se variarán en múltiplos de 50mm.
➢ Una vez obtenidas las medidas obtendremos la sección y, por tanto, la velocidad.
También podremos obtener la pérdida de carga con la longitud de los conductos.
3.3.2. Pérdida de carga secundaria
Después de obtener la pérdida de carga primaria deberemos calcular las pérdidas
secundarias provocadas por otros elementos como codos, ramificaciones, expansiones,
rejillas, etc. Esta pérdida se calcula con la expresión.

52
𝐶𝐷 =
𝛥𝑃
1
2
∙ 𝜌 ∙ 𝑣2
(3.25)
CD es el coeficiente de pérdidas secundarias y cada elemento tiene valores tabulados. Si
no se conoce este valor o es complicado obtener el resultado final, se pueden aplicar otros
métodos como el cálculo de la longitud equivalente.
A continuación, se muestran los tipos de elementos que utilizaremos en este proyecto y
como se han obtenido las pérdidas de carga de cada uno de ellos.
3.3.2.1. Codos
Como se ha mencionado anteriormente, para calcular la pérdida secundaria en los codos
se empleará la longitud equivalente. Para este proyecto se han utilizado codos
rectangulares de radio sin guía. Con los valores de W y D de los conductos podemos
obtener la longitud equivalente de los codos en la siguiente figura.

53
Fig. 3.15 Longitudes equivalentes para los codos [8]
3.3.2.2. Bifurcaciones y conexiones
Debido a los cambios de sección y la ramificación de los caudales encontramos una
pérdida de carga. En este caso si tenemos los valores de los coeficientes de pérdida por
lo que podremos calcular las cargas. Para los circuitos de impulsión se utilizarán las
siguientes bifurcaciones.

54
Fig. 3.16 Bifurcaciones de impulsión [8]
Con los siguientes coeficientes de pérdida.
Fig. 3.17 Coeficientes de pérdida para bifurcaciones [8]
Y para los circuitos de retorno los siguientes encuentros.

55
Fig. 3.18 Encuentros de retorno [8]
Fig. 3.19 Coeficientes de pérdida para encuentros [8]
Existen dos valores distintos dependiendo de hacia donde se dirija el flujo de aire del cual
queremos calcular su pérdida.

56
3.3.2.3. Conductos BIFLEX
Los conductos BIFLEX son flexibles y sirven para conectar la red de conductos con las
salas, más concretamente con las cajas de filtrado y las rejillas de los circuitos de
impulsión y de retorno, respectivamente.
Para obtener la pérdida de carga se deberá conocer el conducto a emplear en cada sala
según su caudal. Las condiciones para el cálculo de estas cargas son.
➢ La longitud del tubo no excederá 2 metros.
➢ La pérdida de carga máxima por longitud no excederá 2 Pa/m.
Para obtener los datos de diámetro y pérdida se recurre a la siguiente figura.
Fig. 3.20 Pérdidas por conductos BIFLEX [9]
TABLA 3.17

57
LONGITUD BIFLEX IMPULSIÓN (CL01)
Salas Qnom [m3/h] ΔP/L
[Pa/m]
φ [mm] Lflex [m] ΔP [Pa]
S1 300 1,6 150 1,7 2,72
S2 600 1,4 200 1,7 2,38
S3 1200 1,7 250 1,7 2,89
S3 600 1,4 200 1,7 2,38
S4 300 1,6 150 1,7 2,72
S5 300 1,6 150 1,7 2,72
S6 1200 1,7 250 1,7 2,89
S6 300 1,6 150 1,7 2,72
S7 300 1,6 150 1,7 2,72
TABLA 3.18
LONGITUD BIFLEX RETORNO (CL01)
Salas Qnom [m3/h] ΔP/L
[Pa/m]
φ [mm] Lflex [m] ΔP [Pa]
S1 150 1 120 0,4 0,4
S2 300 2 150 0,4 0,8
S3 1000 1,3 250 0,4 0,52
S4 400 0,7 200 0,4 0,28
S5 250 1,3 150 0,4 0,52
S6 1000 1,3 250 0,4 0,52
S7 100 1,8 100 0,4 0,72
3.3.3. Resultados de conductos

58
En este apartado se mostrarán los resultados de los circuitos de impulsión y retorno del
climatizador 1. Más adelante, en el Anexo se encuentran los resultados completos de
todos los climatizadores.
➢ Pérdidas primarias
➢

59
TABLA 3.19
PÉRDIDAS DE CARGA PRIMARIAS CIRCUITO DE IMPULSIÓN (CL01)
Tramos
Qimp
[m3/h]
Wimp
[m]
Dimp
[m]
DHimp
[m]
Vimp
[m/s]
ΔPimp/L
[Pa/m]
Sección
[m2]
Ltramo
[m]
Lcodo eq
[m]
ΔPimp-
primaria
[Pa]
1 10600 0,6 0,6 0,6 8,17 1,08 0,36 13,81 7,48 23,08
2 200 0,15 0,15 0,15 2,46 0,66 0,0225 2,88 0 1,91
3 10400 0,6 0,6 0,6 8,02 1,04 0,36 3,5 0 3,66
4 3850 0,45 0,4 0,42 5,94 0,92 0,18 0,5 0 0,46
5 2400 0,35 0,35 0,35 5,44 0,99 0,1225 1 0 0,99
6 1200 0,3 0,25 0,2 4,44 0,93 0,075 1,5 0 1,4
7 1450 0,3 0,3 0,3 4,47 0,84 0,09 1 0 0,84
8 250 0,15 0,15 0,15 3,08 0,99 0,0225 1,5 0 1,49
9 6550 0,5 0,5 0,5 7,27 1,09 0,25 1,9 0 2,08
10 550 0,2 0,2 0,2 3,81 1,03 0,04 0,5 0 0,51
11 250 0,15 0,15 0,15 3,08 0,99 0,0225 2,38 0 2,37

60
12 6000 0,5 0,5 0,5 6,66 0,93 0,25 2,34 0 2,18
13 5400 0,5 0,45 0,47 6,66 0,99 0,225 1 0 0,99
14 2400 0,35 0,35 0,35 5,44 0,99 0,1225 1,5 0 1,49
15 1200 0,3 0,25 0,27 4,44 0,93 0,075 1,5 0 1,4
16 3000 0,4 0,35 0,37 5,95 1,08 0,14 1 0 1,08
17 1800 0,35 0,3 0,32 4,76 0,86 0,105 1,5 0 1,29
18 600 0,25 0,2 0,22 3,33 0,71 0,05 1,5 0 1,06
19 1200 0,3 0,25 0,27 4,44 0,93 0,075 3 1,78 4,47
20 600 0,25 0,2 0,22 3,33 0,71 0,05 6,1 1,19 5,18
21 250 0,15 0,15 0,15 3,08 0,99 0,0225 2,78 0 2,77
TABLA 3.20
PÉRDIDAS DE CARGA PRIMARIAS CIRCUITO DE RETORNO (CL01)
Tramos
Qret
[m3/h]
Wret
[m]
Dret
[m]
DHret
[m]
Vret
[m/s]
ΔPret/L
[Pa/m]
Sección
[m2]
Ltramo
[m]
Lcodo eq
[m]
ΔPret-
primaria
[Pa]

61
1 256,55 0,15 0,15 0,15 3,17 1,05 0,02 1,99 0 2,08
2 405,16 0,2 0,2 0,2 2,81 0,59 0,04 2,43 1,18 2,14
3 5543,09 0,5 0,45 0,47 6,84 1,05 0,23 0,1 0 0,1
4 4619,24 0,45 0,45 0,45 6,34 0,97 0,2 0 0 0
5 923,85 0,25 0,25 0,25 4,11 0,9 0,06 5,4 0 4,86
6 3695,39 0,45 0,4 0,42 5,7 0,86 0,18 2,34 0 2,01
7 2771,55 0,4 0,35 0,37 5,5 0,94 0,14 0 0 0
8 923,85 0,25 0,25 0,25 4,11 0,9 0,06 5,4 0 4,86
9 1847,7 0,35 0,3 0,32 4,89 0,9 0,11 2,34 0 2,12
10 923,85 0,25 0,25 0,25 4,11 0,9 0,06 5,4 1,47 6,19
11 5948,25 0,5 0,5 0,5 6,61 0,92 0,25 5,6 0 5,15
12 564,17 0,2 0,2 0,2 3,92 1,09 0,04 0,1 0 0,11
13 208,46 0,15 0,1 0,12 3,86 1,97 0,02 2 0 3,94
14 6512,42 0,5 0,5 0,5 7,24 1,08 0,25 2,44 0 2,64
15 3955,3 0,45 0,4 0,42 6,1 0,97 0,18 0,1 0 0,1

62
16 2966,48 0,4 0,35 0,37 5,89 1,06 0,14 0 0 0
17 988,83 0,25 0,25 0,25 4,39 1,02 0,06 6,48 2,94 9,6
18 1977,65 0,35 0,3 0,32 5,23 1,02 0,11 4,68 0 4,79
19 988,83 0,25 0,25 0,25 4,39 1,02 0,06 5,4 1,47 7
20 10467,72 0,6 0,6 0,6 8,08 1,06 0,36 3,5 0 3,71
21 98,61 0,15 0,1 0,12 1,83 0,5 0,02 0,1 0 0,05
22 10566,33 0,6 0,6 0,6 8,15 1,08 0,36 20,59 7,48 30,27
*Marcados encontramos los tramos del camino crítico
A pesar de que no se consideran pérdidas primaras, los codos al ser calculados por longitudes equivalentes se incluyen en esta tabla.

63
➢ Pérdidas secundarias y accesorios
TABLA 3.21
PÉRDIDAS DE CARGA SECUNDARIAS CIRCUITO DE IMPULSIÓN (CL01)
Tramos Qs/Qc As/Ac Cd ΔPret-secundaria
[Pa]
1 0,98 1 0,04 1,63
3 0,62 0,69 0,04 1,57
4 0,37 0,5 0,13 2,81
5 0,5 0,61 0,1 1,81
7 0,17 0,25 0,31 3,8
9 0,91 1 0,04 1,29
10 0,45 0,56 0,1 0,89
12 0,04 0,09 0,04 1,08
13 0,55 0,62 0,1 2,72
16 0,4 0,53 0,13 2,82
19 0,4 0,53 0,13 2,82
20 0,41 0,45 0,13 0,88
TABLA 3.22
PÉRDIDAS DE CARGA SECUNDARIAS CIRCUITO DE RETORNO (CL01)
Tramos Qs/Qc As/Ac Ab/Ac Cd ΔPret-
secundaria
[Pa]
1 0,63 0,56 1 0,47 2,89
2 0,07 0,16 0,18 0 0
4 0,8 0,89 0,31 0,26 6,39
7 0,5 0,58 0,6 0,35 6,48
11 0,91 1 0,16 0,3 8,03

64
13 0,37 0,38 1 0,62 5,66
14 0,62 0,69 0,72 0,4 12,83
16 0,5 0,58 0,35 0,35 7,43
20 0,99 1 0,04 0,3 11,9
3.3.4. Dimensionamiento de otros elementos
Por último, para completar los cálculos por pérdidas de carga debemos incluir las
variaciones de presión debidas a los elementos de difusión o filtros y rejillas.
3.3.4.1. Elementos de difusión
Los filtros se posicionan en las salas como se muestra en los diagramas unifilares y ha
sido colocados dependiendo del caudal que deben filtrar en las salas. Así podremos
calcular las pérdidas que provocan en el camino crítico.
Dado que los niveles de salubridad de la sala y las exigencias son muy restrictivos se han
elegido filtros H14, del tipo HEPA regulados por la norma EN-1822, que filtran partículas
muy pequeñas. Se conocen los caudales que circulan por cada tramo del circuito, así como
los filtros estandarizados que se muestran en la siguiente figura.
Fig. 3.21 Dimensiones de filtros H14 [2]
Los filtros H14 tienen una pérdida de carga de 125Pa que se tendrá en cuenta en el último
tramo del camino crítico para el cálculo de la presión disponible. La tabla que se muestra
a continuación enseña los diferentes filtros utilizados en las salas del climatizador 1.
TABLA 3.23
NÚMERO DE FILTROS H14 POR SALA (CL01)

65
Salas Qimp [m3/h] Nº filtros Tipos de filtro (Qnom [m3/h])
150 300 600 900 1200
S1 250 1 1
S2 350 1 1
S3 5400 5 1 4
S4 250 1 1
S5 300 1 1
S6 3850 4 1 3
S7 200 1 1
Además, a parte de las cajas de filtración en las entradas de las salas también colocaremos
otros filtros en la zona del climatizador. Estas serán todas las etapas de filtrado de los
circuitos de impulsión.
➢ Prefiltro. Filtro G4 con una pérdida de carga de 80Pa
➢ Filtro secundario. Filtro F9 con una pérdida de carga de 90Pa
➢ Filtro de absoluto. Filtro H14 con una pérdida de 185Pa
➢ La nomenclatura de los filtros G y F se basan en la norma EN-779 y se trata de
filtros gruesos y finos, respectivamente. El número expresa la eficiencia de los
filtros frente a diferentes tipos de partículas, cuanto mayor más eficiente. Las
pérdidas por los filtros G4 y F9 estipuladas con anterioridad se consideran por la
suciedad en los filtros, en este caso, medio sucio.
3.3.4.2. Elementos de retorno
Al igual que con los circuitos de impulsión se colocarán elementos distintos en los de
retorno. Como se puede observar en los diagramas unifilares se han colocado las rejillas
en las salas.
Los retornos siempre se han intentado colocar en esquinas opuestas de las salas y cerca
de los cerramientos, especialmente si se trata de salas con un grado de limpieza mayor,
es decir, grado C. Para evitar el reparto de suciedad, las rejillas se han colocado de una
manera eficiente para que el aire impulsado no recorra largas distancias.

66
Para la elección de las rejillas se han tenido en cuenta varios aspectos. Todas las rejillas
que se instalan en las salas serán del mismo tamaño y todos los puntos de la sala se
encuentran a la misma presión. Las rejillas serán rectangulares y para evitar problemas
durante la instalación se ha tenido en cuenta que la medida mayor será tres veces más
pequeña que la medida menor. Por último, para evitar problemas de ruido se han elegido
rejillas en las que la velocidad del aire circulante sea menor a 2 m/s.
Para la selección de las rendijas se utilizará la siguiente figura.
Fig. 3.22 Tipos de rejillas [2]

67
En la siguiente tabla se muestran las rendijas que se necesitan para las salas del
climatizador 1.
TABLA 3.24
NÚMERO DE REJILLAS POR SALA (CL01)
Salas Qret [m3/h] Qnom [m3/h] Nº de
rejillas
Alto/
Ancho
V
[m/s]
ΔP
[Pa]
S1 150 150 1 100/300 1,7 0,8
S2 300 300 1 100/300 1,5 0,5
S3 5550 1000 6 200/900 1,6 0,7
S4 400 400 1 100/300 2 1,1
S5 250 250 1 100/300 1,7 0,9
S6 4000 1000 4 200/900 1,6 0,7
S7 100 100 1 100/300 1,7 0,8
3.3.5. Pérdidas de carga totales
Finalmente obtenemos la siguiente tabla con los resultados de pérdidas de carga para los
climatizadores. Al cómputo total se ha añadido un factor de seguridad de 1,15.
TABLA 3.25
PRESIÓN DISPONIBLE POR CLIMATIZADOR
Climatizador ΔPimp [Pa] ΔPret [Pa] ΔPfiltro [Pa] ΔPdisponible [Pa]
CL01 54,43 84,16 355 567,63
CL02 49,85 82,03 355 559,91
CL03 107,15 217,17 355 781,22
CL04 79,49 148,9 355 670,9
CL05 93,64 160,39 355 700,38
CL06 87,02 185,9 355 722,11
CL07 59,99 202,45 355 710,06

68
3.4. Climatizadores. Resultados
Por último, se llevarán a cabo una serie de cálculos para determinar otros parámetros de
los climatizadores, como las temperaturas de entrada y salida, además de los caudales de
agua que circulan por ellos.
En los climatizadores, al expulsar y, más tarde, renovar el aire, ambos caudales se
mezclan. Para poder calcular la temperatura deberemos plantear un balance de energía.
𝑚
̇ 𝑟𝑒𝑡−𝑒𝑥𝑝 ∙ ℎ𝑟𝑒𝑡−𝑒𝑥𝑝 + 𝑚
̇ 𝑇𝐴𝐸 ∙ ℎ𝑇𝐴𝐸 = 𝑚
̇ 𝑖 ∙ ℎ𝑖 (3.26)
Donde ṁ es el gasto másico [Kg/s] y h la entalpía [J/Kg] de las corrientes. Como estamos
tratando con gases podemos definir la entalpía y despejando obtenemos la siguiente
expresión.
𝑇𝑖 =
𝑄𝑇𝐴𝐸 ∙ 𝑇𝑇𝐴𝐸 + 𝑄𝑟𝑒𝑡−𝑒𝑥𝑝 ∙ 𝑇𝑟𝑒𝑡−𝑒𝑥𝑝
𝑄𝑖
(3.27)
La temperatura de renovación es la del exterior, en el caso de verano 33,6ºC y en el caso
de invierno 1,2ºC; los casos más desfavorables para la región. La temperatura de retorno
de las salas será de 22ºC.
Una vez obtenida esta temperatura, podremos calcular la de salida. Dado que tenemos los
datos de los calores para los climatizadores, podremos calcular esta temperatura usando
esta fórmula.
𝑇𝑜 = 𝑇𝑖 −
𝑞𝑡𝑜𝑡
𝑄𝑖 ∙ 𝜌 ∙ 𝐶𝑝
(3.28)
Por último, con estos cálculos podremos hallar finalmente los caudales de agua circulando
por los intercambiadores, tanto en invierno como en verano, a partir de otro balance de
energías con los dos fluidos, aire y agua.

69
𝑄𝑤 =
𝑞𝑇
𝜌𝑤 ∙ 𝐶𝑝,𝑤 ∙ (𝑇𝑖,𝑤 − 𝑇𝑜,𝑤)
(3.29)
Y los resultados son los siguientes.
TABLA 3.26
RESULTADOS DE LOS CLIMATIZADORES PARA VERANO
Climatizador ΔPdisponible [Pa] Ti_v [ºC] To_v [ºC] Qa_fría [m3/h]
CL01 567,63 23,83 14,27 6,01
CL02 559,91 23,83 14,49 5,81
CL03 781,22 24,83 14,95 13,17
CL04 670,9 23,79 14,29 7,23
CL05 700,38 23,79 14,22 7,4
CL06 722,11 23,87 13,26 4,37
CL07 710,06 23,76 14,35 2,98
TABLA 3.27
RESULTADOS DE LOS CLIMATIZADORES PARA INVIERNO
Climatizador ΔPdisponible [Pa] Ti_i [ºC] To_i [ºC] Qa_caliente [m3/s]
CL01 567,63 18,72 22 0,52
CL02 559,91 18,72 22 0,51
CL03 781,22 16,93 22 1,61
CL04 670,9 18,79 22 0,61
CL05 700,38 18,79 22 0,62
CL06 722,11 18,64 22 0,35
CL07 710,06 18,85 22 0,25

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